Das Institut gliedert sich in fünf Forschungsbereiche: Erdsystemanalyse, Klimaresilienz, Transformationspfade, Komplexitätsforschung sowie Klimaökonomie und Politik – MCC Berlin.
Vor allem durch Datenanalysen und Computersimulationen der dynamischen Prozesse im Erdsystem, aber auch in unserer Gesellschaft, schafft das PIK Wissensgrundlagen für eine nachhaltige Entwicklung.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler veröffentlichen ihre Forschungsergebnisse in internationalen Fachzeitschriften und beraten Entscheidungsträger sowohl im In- als auch Ausland. Neben der Bundesregierung, der EU-Kommission und einer Reihe anderer nationaler Regierungen greifen auch internationale Organisationen wie die Weltbank auf die Kompetenzen des Instituts zurück.
Den Klimawandel und seine Folgen zu verstehen, ist eine Aufgabe, die kein Institut oder Land allein leisten kann. Das PIK ist Teil eines globalen Netzwerks von Forschungseinrichtungen und Hochschulen zu Fragen der globalen Umweltveränderungen.
Eine aktive Rolle spielen Wissenschaftler des PIK im Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) der Vereinten Nationen, oft als Weltklimarat bezeichnet.